中空柱型材增厚增强结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及中空柱型材增强结构及其热处理方法，用作为结构材料的多块金属板、多根型钢或其组合组装成剖面为方形中空柱型材本体，用对此中空柱型材本体的规定位置加热至容易塑性变形温度的加热部，使此加热部沿上述中空柱型材本体纵向移动的同时对上述本体的规定位置压缩、增厚、冷却而形成适当厚度的增厚增强部。此外通过对上述增厚增强部进行调整冷却，转变成纯铁体、珠光体组织，具有能使形成中空柱型材的增厚增强部作业简单、制造成本低等优点。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用作为结构材料的多块金属板、多根型钢或将这些金属板、型钢组合形成剖面大致为方形的中空柱型材本体、并通过对此中空柱型材本体的规定部位加热、压缩、冷却而增厚的中空柱型材增厚增强结构以及对此增厚增强部的热处理方法。传统的此类结构例如日本专利特公昭50-35487号公报上所记载，如附图说明图10(a)、(b)所示。在图10(a)、(b)中，为了在插入密闭的中空柱型材本体1A内部的内隔板2的四周与中空柱型材本体1A的组成构件1a间进行焊接，在内隔板2的四边上预先设置坡口部2A，同时还在各组成构件1a上设置通向此坡口部2A的焊接孔1b，将内隔板2与各中空柱型材本体1A的组成构件1a进行组装，在组成构件1a上进行坡口部的焊接。用电渣焊或与熔嘴并用的熔嘴电渣焊进行坡口部2A与组成构件1a的焊接。按照此焊接法，使焊炬(未图示)从设于中空柱型材本体1A上的焊接孔1b进入，进行各内隔板2a、2b、2c的中空柱型材1的内面间的焊接。并且，当结束坡口部2A的焊接作业后，将成为不需要的焊接孔1b堵塞。其结果，使在内部设置了各内隔板2a、2b、2c的中空柱型材1被部分增强。在这样形成部分增强的中空柱型材1上，分别使大小托板3a、3A的末端部3b使与中空柱型材1的用内隔板2a、2b、2c增强的位置相一致进行焊接。并且通过接头部4进行这些托板3a、3A与梁5的组装。然而，由于这样的传统结构是通过焊接孔1b进行作业，并且是对在狭小间隔接合的上、中、下内隔板2a、2b、2c进行焊接作业，存在难以发现焊接缺陷以及作业性差、所需作业工时多的课题。此外，尤其当施加来自梁一侧的异常外力且为冲击力时，存在常常发生中空柱型材1与托板3A、3a的接合位置遭破损、中空柱型材1受损伤的问题。因此，本专利技术目的在于提供能在中空柱型材本体的必要部位容易形成部分增强部，且即使有异常外力施加也不使柱型材一侧受损的。根据本专利技术的中空柱型材增厚增强结构，是在用作为结构材料的多块金属板、多根型钢或由这些金属板、型钢组合形成剖面为方形中空柱型材本体的规定位置上形成具有适当厚度的增厚增强部，该增厚增强部系通过一边沿上述中空柱型材本体的纵向移动的一边将上述中空柱型材本体的规定部位加热至易产生塑性变形温度的加热部，对该部位进行压缩、增厚、冷却而形成。据此，能仅通过加热、压缩、冷却在中空柱型材本体的规定位置上设置增厚增强部，从而取得无需化费如传统内隔板接合增强时那样多的焊接作业工时，从而使成本降低的效果。根据本专利技术的上述结构，使形成上述中空柱型材本体各面的各结构件的各面具有分别与设计要求值一致的互不相同的特性。据此，具有能容易与极限状态设计对应而不过分加厚，从而达到减轻重量的同时又使成本降低的效果。本专利技术的上述结构，使上述中空柱型材本体的上述多块金属板的端部相邻接而形成纵向的内侧角部、对其进行角焊，构成内面圆滑相连。据此，具有能均匀加热，同时达到均匀按压压缩、增厚而无变形，高质量地形成增厚增强部的效果。根据本专利技术的上述结构，将上述中空柱型材的上述增厚增强部构成使水平托梁的末端与梁端部相连、将该水平托梁形成使其平面上的宽度从该水平托梁的连接部近傍向该水平托梁末端部逐渐变宽。据此，由于使水平托梁成为塑性枢纽，即使施加异常外力，由于水平托梁产生塑性变形吸收破坏能量，具有防止柱型材破损的效果。根据本专利技术的上述结构，使上述水平托梁的上述末端部近傍增厚。据此，使水平托梁的托梁增厚增强部的厚度变化位置成为塑性枢纽，具有能吸收异常外力、防止中空柱型材破损的效果。此外，水平托梁能防止柱的局部变形，具有能将梁缘应力圆滑向柱型材面传递的效果。根据本专利技术中空柱型材的热处理方法，对由多块金属板、多根型钢或由这些组合形成、剖面为方形的中空型材本体的规定位置加热、压缩、冷却形成适当示厚的增厚增强部进行再加热后、对该增厚增强部进行调整冷却，使向纯铁体、珠光组织调质。据此能使脆性金属组织变成可延伸，尤其对冲击外力具有极好的吸收性，此外还有能进行考虑将屈服比降至80％以下、用以吸收变形能量的结构设计等的效果。对附图的简单说明图1为表示本专利技术实施例1的中空柱型材增厚增强部与梁部组合状态的立体图，图2(a)为从图1所示第1实施例的A方向看的端面形状图，图2(b)为从图1所示第1实施例的A方向看的端面形状图，作为中空柱型材21a使用厚金属板23A时的端面形状图，图2(c)为使用具有与图2(a)同样厚度与物理特性值的中空柱型材本体、在此中空柱型材本体的四个角部上进行倒角的变形例的端面形状图，图2(d)为使用具有与图2(a)同样厚度与物理特性值的中空柱型材本体、在此中空柱型材本体的四个外角部施行倒角后的又一变形例。图3为图1所示第1实施例主要部分的纵剖面图，图4为表示形成第1实施例中空柱型材增厚增强部用的压缩装置的结构组成的框图，图5(a)、图5(b)为表示图2(a)所示中空柱型材本体剖面形状变形例的图，图6为表示图2(a)所示中空柱型材本体剖面形状另一变形例的图，图7(a)、图7(b)为表示图2(a)所示中空柱型材本体剖面形状又一变形例的图，图8为表示将水平托梁组装在本专利技术第2实施例中空柱型材增厚增强部上状态的局部侧视图，图9为表示本专利技术第1实施例与传统例的受力与变形关系的实验图，图10(a)为表示传统中空柱型材与梁部组装状态的立体图，图10(b)为图10(a)所示的一部分被剖开的立体图。(实施例)。图1为表示将梁组装在本专利技术第1实施例中空柱型材增厚增强部上的状态的立体图，图1中，21为中空柱型材、21a为中空柱型材21的本体部，28为中空柱型材21的增厚增强部，29A,29a为固设于增厚增强部28的大小托梁，梁30通过接头部31与此托梁29A、20a的端部相连。此外，托梁29A、29a在向增厚增强部28固设的固设部附近构成在水平面上越接近上述固设部越宽的水平托梁形状。此外，托梁29A、20a与梁30也可以不通过接头31而直接结合。图2(a)为从图1所示第1实施例的A方向看的剖面形状图，如图2(a)所示，将作为中空柱型材本体21a的结构材料的金属板23构成把纵向相接形成的角部27从外面侧26a与内面侧26b接合，尤其是将内侧面26b构成角部进行角焊，使角部平滑相连。因此，用角焊形成此角部27的方法与传统进行的在角部27内放入展开成矩形挡板的焊接方法(未图示)不同，由于在中空柱型材本体21a的内面角部27上无凹凸，故能避免在增厚加工、时使增厚增强部28的形状变形。图3为图1所示第1实施例主要部分的纵剖面图。如图3所示，将中空柱形材21的纵剖面形状形成面向外面、内面双方(图2(a)所示26a、26b侧)增厚达到规定厚度。使托梁29的末端部29E与此形成的增厚增强部28接合。按照图4所示公知方法(日本专利特开平9-125600号)、用压缩装置50A形成中空柱型材21的增厚增强部28。就是，图4中，将中空柱型材本体21a安装在与压缩装置50A的油压装置50相连的油压缸51的压板52和挡板53间，让其接受油压装置50的油压、沿箭头V方向被压缩。此时，用连接于电动机M的驱动轴58使高频感应加热线圈56沿箭头W方向移动至规定位置，在此移动中将中空柱型材本体21a加热至易产生塑性变形的温度，成为因此加热部2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中空柱型材增厚增强结构，是在用作为结构材料的多块金属板、多根型钢或由这些金属板、型钢组合形成剖面为方形中空柱型材本体的规定位置上形成具有适当厚度的增厚增强部，其特征在于该增厚增强部系通过一边沿上述中空柱型材本体的纵向移动一边将上述中空柱型材本体的规定部位加热至易产生塑性变形温度的加热部，对该部位进行压缩、增厚、冷却而形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：滨野公男，古沢惠三，藤田谦一，松原洋一，福田章，
申请(专利权)人：株式会社横河桥梁，第一高周波工业株式会社，大和房屋工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]